輕盈的水上舞者[7]

王自平

上期介紹了法國Daher-Socata工廠生產(chǎn)的一款輕型單發(fā)活塞式飛機——TB-20“特立尼達(dá)”，以及以該機為原型的TB-20小型電動遙控像真模型飛機。下面介紹這架模型的工藝制作和飛行調(diào)試。

工藝制作

前文曾提到，TB-20小型電動遙控像真模型飛機的主要制作材料包括單層吹塑紙（白色）、輕木、碳纖絲、易拉罐皮、尼龍件、直徑0.4mm鋼絲、X光底片或PVC透明膠片、EPS硬泡沫材料、棉線、裝飾彩條等。其中單層吹塑紙主要用于蒙皮，經(jīng)過適當(dāng)處理還可結(jié)合EPS硬泡沫材料用于曲面和過渡面。模型的受力結(jié)構(gòu)和連接件則用輕木、碳纖片（絲）、易拉罐皮、尼龍件（用直徑15mm尼龍棒自制）、棉線等材料。

1.機身

根據(jù)工作圖，先用KT板裁剪出機身的橫向和縱向隔板，兩側(cè)加梯形輕木襯條，機腹位置加裝用于固定起落架的輕木片（圖1）。然后用輕木片和尼龍件制成機翼安裝位固定件，在其上攻M2內(nèi)螺紋，并用泡沫膠粘接在機身縱向隔板的相應(yīng)位置，機身中段就基本做好了。

模型的升降舵和方向舵控制系統(tǒng)裝在機尾（圖2）。制作時在機身尾力臂內(nèi)設(shè)2根直徑0.4mm的操縱鋼絲，分別用于控制升降舵、方向舵（圖3）。鋼絲上包裹內(nèi)徑0.6mm的自制鋁管。機身的曲面蒙皮采用單層吹塑紙（白色），用局部加熱法彎制（圖4）。

由于機頭部分曲線繁雜，因此先依照模型工作圖的三視圖取樣板，用EPS硬泡沫材料做出機頭罩外形，再挖去中間部分減重，最后打磨成空殼結(jié)構(gòu)。機頭罩與機身中段用泡沫膠粘接組合，特別注意留足機頭泡沫殼罩的打磨余量，以使其與機身中段吹塑紙蒙皮的粘接處過渡平整（圖5）。

2.機翼和尾翼

模型的機翼既可做成一體式，也可做成兩截插接式。兩截機翼以直徑2mm的碳纖管連接。插接口其中一端為直徑2mm的碳纖管（用作管芯），位于左側(cè)機翼根部；另一端為內(nèi)徑2mm的圓管（用于插接管芯），由易拉罐鋁片卷成，外纏棉線并用502膠水和直徑1mm的鋼絲定位銷粘接在右側(cè)機翼主梁根部。

機翼主梁使用厚2mm的輕木片制作，并用碳片加強。每側(cè)機翼各有6片翼肋，除第一（靠近翼根）和第三翼肋為輕木片外，其余均用KT板制作（圖6）。在左側(cè)機翼主梁根部與輕木材質(zhì)的第一翼肋轉(zhuǎn)角處粘接一個尼龍材質(zhì)的固定塊，并在其上鉆一個直徑2mm的通孔。機身與機翼靠螺釘和機翼安裝位尼龍固定件連接。此外還需在輕木材質(zhì)的第三翼肋靠前緣處預(yù)留一個放置拉桿的孔。

副翼的操縱機構(gòu)是—根直徑0.3mm的鋼絲，其上套有一根內(nèi)徑0.5mm的自制鋁管（用易拉罐皮制作）。鋼絲與安裝在機翼一側(cè)根部的舵機相連。副翼搖臂處有一個直徑2mm的快裝調(diào)節(jié)螺釘螺帽。這種操縱機構(gòu)的操縱虛位小、調(diào)整方便可靠、重量輕。

模型的尾翼上需安裝升降舵控制機構(gòu)。先在根部翼肋35%翼弦處預(yù)埋一個尼龍固定件，并在其上攻M2內(nèi)螺紋，然后用螺釘由下往上將其與平尾上的尼龍固定件連接，最后把直徑0.3mm的升降舵操縱鋼絲與搖臂連接。

3.座艙玻璃和電池艙門

座艙玻璃一直是TB-20像真模型制作的重點，材料為廢棄的X光膠片。首先按圖紙在機身座艙蓋位置刻畫出窗口，并用卡紙剪出座艙前面和兩側(cè)擋風(fēng)玻璃的展開形狀。確定尺寸合適后，用膠片剪出同樣的形狀。然后取直徑1.2mm的深灰色塑料導(dǎo)線，剖開去掉線芯后對座艙擋風(fēng)玻璃做邊緣倒邊處理，倒邊寬度為1.5mm。倒邊時可用針蘸取502膠，將膠片邊緣慢慢固定在導(dǎo)線殼內(nèi)。最后用泡沫膠將經(jīng)過包邊處理的膠片粘接在機身相應(yīng)位置。為牢固粘接，還可用寬4mm的膠片條在座艙內(nèi)做加強，以使單層吹塑紙與擋風(fēng)玻璃部件粘接平整，提高結(jié)構(gòu)強度和模型像真度（圖7）。

電池艙的位置可有效調(diào)整模型飛機的重心位置（一般在距機翼前緣翼弦28%-30%處）。這架模型的電池放置在機身內(nèi)，靠近機翼前緣（圖8）。電池艙門的尺寸為32mm×20mm，用厚2mm的輕木做內(nèi)襯板，外貼吹塑紙。艙門的輕木內(nèi)襯板與機身隔框上的加強輕木襯條以鉸鏈連接，門扣用厚0.2mm的彈性銅片做成。最后用泡沫膠將電池艙粘接在機頭殼罩的相應(yīng)位置。

4.各活動翼面

模型飛機的活動翼面包括副翼、升降舵和方向舵，均由兩片輕木制作，將鉸鏈置于其中后，再在輕木上粘接蒙皮。其中鉸鏈?zhǔn)潜ＷC模型精準(zhǔn)操控的關(guān)鍵，可用易拉罐皮制作，不僅易于加工，而且不會生銹。鉸鏈軸使用直徑0.5mm的醫(yī)用不銹鋼絲。用這種方法加工的活動翼面結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動靈活，具有良好的剛性。成品翼面平整、重量輕。

5.電機安裝位

出于像真度的考慮，這款模型飛機的電機內(nèi)置在機頭泡沫殼罩里，位于前起落架上方。機頭進氣道用輕木浸水加熱卷成，其內(nèi)徑比電機外徑大3mm。外圓處分別鉆出3個自攻螺釘固定孔位，并利用外纏棉線和502膠粘接電機安裝座。這款模型采用右旋螺旋槳，電機拉力線須往右偏1.5°。

6.起落架

模型的起落架采用前三點式，其中前輪不可拆裝，兩個后輪為插接結(jié)構(gòu)。每個起落架機輪的支撐架由直徑0.8mm的鋼絲制成，上面附著輕木塊，并用棉線增加粘接強度。前輪起落架通過一個尼龍材料的安裝固定件與機身相連。尼龍件上鉆有一個直徑0.8mm的孔，用于放置起落架鋼絲，以環(huán)氧膠粘接（圖9）。后輪起落架與機身的插接主要靠尼龍材料制成的兩個后起落架固定件。二者各開一個尺寸為1mm×12mm×12mm的內(nèi)方槽（或用厚0.5mm的鋁片開一個插接口），用于容納起落架的鋼絲插接件。尼龍固定件外纏棉線，再用502膠粘接在機翼第三翼肋與機翼主梁形成的轉(zhuǎn)角處。

根據(jù)試驗，這種插接方式安裝方便，每個與之相連的輪胎能承受100g左右的沖擊力，而重量比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)要輕不少，且拆卸方便。前起落架的控制機構(gòu)與方向舵聯(lián)動，可控的前輪轉(zhuǎn)向自如，很適合模型飛機在小場地靈活滑跑。

7.螺旋槳整流罩

這架模型的螺旋槳整流罩用PVC發(fā)泡材料做成。因為整流罩是能直接觀賞到的部件，所以對模型的像真性影響很大（圖10）。制作時，按三視圖削好毛坯，再利用M3長螺釘將其夾固在電動臺鉆上進行加工：先用粗砂板打磨出有較好同心度、帶圓錐曲面的整流罩外形，然后用細(xì)砂紙加水打磨，接著給要去掉的部分（安放槳軸、槳軸螺帽、螺旋槳槳根的空間）劃線，并用工具處理。由于加工后整流罩中心直孔的直徑為3mm，而螺旋槳槳軸中心孔為M2內(nèi)螺紋孔，因此還要在該位置粘接一個外徑3mm、內(nèi)徑2mm、長5mm的金屬導(dǎo)圈。這個導(dǎo)圈最好用厚0.5mm的鋁片制作，以便用M2螺釘連接整流罩和螺旋槳槳軸。此外，螺旋槳和其整流罩還要進行平衡處理，以減小電機在工作時的震動。

8.浮筒

相比賽斯納-182模型，TB-20像真模型的翼載荷更小，適合換裝浮筒成為輕盈小巧的水上模型飛機（圖11）。浮筒仍然采用框架-蒙皮空心結(jié)構(gòu)，雖然制作有些繁瑣，但重量輕、強度高。不少水上模型飛機因浮筒過重，直接影響了整機的飛行性能。TB-20模型飛機采用了下單翼布局，在水機狀態(tài)時重心下移，能在水上輕盈穩(wěn)健地滑跑起降，姿態(tài)柔美（圖12）。

制作浮筒時，先用厚3mm的珍珠泡沫板或KT板制成縱橫隔板和貼水面板，再在第二和第四隔板上預(yù)埋尼龍固定件（相隔4mm），并分別在其上攻M2內(nèi)螺紋；然后用棉線纏繞縱橫隔板轉(zhuǎn)角位置，用環(huán)氧膠粘接牢固；最后用單層吹塑紙蒙皮、泡沫膠粘接成框架一蒙皮空心船形結(jié)構(gòu)。浮筒頭用EPS硬泡沫制作，在可能浸入水中的部分涂環(huán)氧膠。

為了不增加整副浮筒的重量，浮筒支架用直徑1mm的碳纖桿結(jié)合直徑0.8mm的鋼絲加工。在浮筒與支架的結(jié)合處，先用棉線纏繞碳纖桿和鋼絲，之后在棉線上浸502膠加固（圖13）。由于支架采用三角形結(jié)構(gòu)，加之鋼絲上又外包了自行拉制的鋁管，因此具有良好的剛性。

安裝浮筒時，先制作4個帶有M2內(nèi)螺紋的尼龍固定塊，然后利用輕木片內(nèi)襯將其分別粘接在機身與機翼前后緣安裝位的4個夾角處（機身蒙皮內(nèi)側(cè)），并在機身蒙皮外側(cè)對應(yīng)位置粘接鉆有直徑2mm通孔的鋁片。之后用4顆帶墊片、長7mm的螺釘將浮筒固定在機身相應(yīng)位置。

因為TB-20像真模型的方向舵面積適中，所以在微風(fēng)情況下能自如地轉(zhuǎn)向。如果打算在較復(fù)雜的環(huán)境中遙控飛行，則必須為模型加裝水舵。這款模型采用雙水舵設(shè)計，控舵鋼絲直接與前起落架搖臂聯(lián)動（圖14、圖15），轉(zhuǎn)向效果比較理想。此外，筆者在浮筒支架外裝飾了被壓扁的直徑4mm的飲料吸管（圖16）。經(jīng)過這樣的處理，模型的像真度再次得到提升。

飛行調(diào)試

根據(jù)設(shè)計方案，TB-20模型的電動動力系統(tǒng)包括外徑18mm的微型無刷電機（KV值1100）、6A電調(diào)和2S/250mAh/20C鋰電池。螺旋槳既可使用樺木自制（D=130mm、H=110mm），也可使用市售的5045三葉槳（黑色）。安裝整套電動動力系統(tǒng)后，整架模型飛機的起飛重量約105g，總升力面積11.52dm²，翼載荷約9.2g/dm²；整副浮筒的重量（含水舵）約為28g；模型在水機狀態(tài)時重約130g（圖17）。

因TB-20電動像真模型飛機采用了下單翼布局，且機翼具有較大的上反角，故具有良好的橫側(cè)向穩(wěn)定性；模型尾力臂較長，帶來了足夠的俯仰穩(wěn)定性，適合新手訓(xùn)練飛行。通過對各舵面翼面角度的合理調(diào)整，模型飛機的操控性能很棒，能完成筋斗、橫滾等特技動作（圖18）。由于大部分部件使用了吹塑紙制作，因此模型飛機重量輕、翼載荷小，其滑翔性能很好、電機功耗不大，只需使用一塊2S/250mAh鋰電池作為動力，就能獲得較滿意的飛行留空時間。